李見林

（平頂山熱力集團(tuán)有限公司河南平頂山　467000）

從某熱力工程設(shè)計(jì)談設(shè)計(jì)優(yōu)化與熱網(wǎng)系統(tǒng)節(jié)能

李見林

（平頂山熱力集團(tuán)有限公司河南平頂山467000）

我國使用的傳統(tǒng)熱力工程主要是熱水集中供暖，有換熱站、鍋爐房以及供熱管接線到戶，但是隨著自然資源不斷地短缺，熱力工程設(shè)計(jì)越來越提倡節(jié)能減排設(shè)計(jì)，提高能源的使用效率是目前值得重視的問題。本文結(jié)合了熱力工程的設(shè)計(jì)實(shí)例和熱網(wǎng)系統(tǒng)的節(jié)能、優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，分析熱力工程優(yōu)化設(shè)計(jì)的方向以及方法，供熱力工程優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)人員參考。

熱力工程；設(shè)計(jì)優(yōu)化；熱網(wǎng)系統(tǒng)節(jié)能

熱力工程由于自身運(yùn)行效率高，有比較大的供熱能力，在我國北方大部分城市得到了廣泛發(fā)展，并且逐漸的成為了城市供暖的主要方式。但是以往熱力工程都耗資巨大，怎樣保證熱力工程節(jié)能、高效、安全的運(yùn)行并且減少運(yùn)行成本是目前設(shè)計(jì)人員重點(diǎn)關(guān)心問題，因此目前熱力工程設(shè)計(jì)人員要和實(shí)際項(xiàng)目緊密結(jié)合，嚴(yán)格分析該項(xiàng)目的的設(shè)計(jì)、施工和管理，設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)科學(xué)的方案，保證熱力工程節(jié)能、高效的運(yùn)行。

1　熱力工程實(shí)例

目前該地有全面的熱力工程，供熱方式是使用燃煤方式加熱，隨著該地區(qū)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，城市化達(dá)到該地區(qū)60%以上，供暖面積也隨之增長。但是由于分散在各個(gè)地區(qū)的小鍋爐耗能大、熱能效率低下等原因，嚴(yán)重危害了該城市的環(huán)境。為了將空氣質(zhì)量改善，把供暖效率提高，滿足市民日益增長的熱暖需求，該城市規(guī)劃了一座供熱能量為每季度500MW的電熱廠，將傳統(tǒng)鍋爐燒煤的供暖方式取代。在該市建立80個(gè)換熱站，包括改造更新原有鍋爐取暖的換熱站24個(gè)。

熱力工程設(shè)計(jì)參數(shù)主要是以下方面，熱電廠首站設(shè)計(jì)的供熱能力為400MW，供回水溫度在120/70℃。

2　優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

2.1熱網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在對供熱系統(tǒng)重新設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)至少保留一座原有的傳統(tǒng)燒煤、燒水鍋爐房，對鍋爐房進(jìn)行脫硫改造以及擴(kuò)充，設(shè)計(jì)改造之后的其換熱站供暖能力達(dá)到每年100MW，改造后的鍋爐房在整個(gè)供熱系統(tǒng)中與電熱廠和熱源成為熱網(wǎng)系統(tǒng)。熱力工程是該市的主要熱能來源，主要承擔(dān)整個(gè)冬季的熱能負(fù)荷，在初冬期以及末冬期運(yùn)行電熱廠，在采暖的高峰期將調(diào)峰熱源啟動(dòng)，在寒冬期使用調(diào)峰熱源以及熱電廠同時(shí)經(jīng)過熱網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行。

2.2確定熱網(wǎng)循環(huán)泵

該市截至到2014年冬季，實(shí)際供暖面積為800×154m2，熱負(fù)荷設(shè)計(jì)為300MW，其中熱能源首站中承擔(dān)熱負(fù)荷為200MW，由于城市化發(fā)展速度以每年增長供熱面積80×154m2的速度增長，水循環(huán)量按照4500m3/h計(jì)算[1]。具體所設(shè)置熱網(wǎng)循環(huán)泵總數(shù)為5臺(tái)，使用4臺(tái)，1臺(tái)留作備用。

2.3設(shè)計(jì)管徑管網(wǎng)

在設(shè)計(jì)管徑管網(wǎng)環(huán)節(jié)中，要根據(jù)模擬熱網(wǎng)模擬系統(tǒng)中的工況水力結(jié)果進(jìn)行計(jì)算，熱電廠的首站出口設(shè)計(jì)管徑是Dn800mm，調(diào)峰熱源的出口管徑設(shè)計(jì)為Dn450mm，根據(jù)以上管網(wǎng)系統(tǒng)中的長度和管徑長度，設(shè)置支線管道的長度和管徑長度。

2.4調(diào)節(jié)熱網(wǎng)

熱網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)方式是改變流量，同時(shí)使用質(zhì)量一同進(jìn)行調(diào)節(jié)，計(jì)算熱力網(wǎng)系統(tǒng)的參數(shù)如表1分析。

表1　計(jì)算水力參數(shù)表

初冬當(dāng)室外溫度低于4℃時(shí)開始供暖，根據(jù)熱力負(fù)荷的變化將汽輪機(jī)抽氣量進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時(shí)根據(jù)循環(huán)泵的壓力和流量將變頻和運(yùn)行臺(tái)數(shù)調(diào)整[2]。冬季室外溫度達(dá)到-5℃時(shí)，由于市民對熱暖需求變大，這時(shí)就將調(diào)峰鍋爐房的換熱站啟動(dòng)，調(diào)峰鍋爐和熱電廠一同組合成多個(gè)熱能系統(tǒng)，隨著室外溫度不斷地降低，該市將逐漸的啟動(dòng)調(diào)峰鍋爐房的換熱站，當(dāng)室外溫度達(dá)到一年之中最冷的時(shí)節(jié)-10℃時(shí)，將調(diào)峰鍋爐房滿負(fù)荷運(yùn)行。換熱站和二次網(wǎng)的供水電動(dòng)閥聯(lián)動(dòng)，根據(jù)二次溫度需求來滿足對供暖溫度的需求，使調(diào)峰鍋爐房和熱電廠聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，這個(gè)過程需要使用專業(yè)的熱網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算，設(shè)計(jì)技術(shù)人員在經(jīng)過比較之后，選擇最優(yōu)方案。

3　管網(wǎng)運(yùn)行調(diào)節(jié)方案

本次研究設(shè)計(jì)中，將供熱管線和熱力系統(tǒng)相互聯(lián)合進(jìn)行運(yùn)行，供熱管線可以穩(wěn)定的試運(yùn)行，在運(yùn)行期間做好保證其他安全的措施。同時(shí)熱力系統(tǒng)如果在運(yùn)行過程中出現(xiàn)問題，在試運(yùn)行結(jié)束之后維修檢測人員要及時(shí)的休整，保證熱力系統(tǒng)穩(wěn)定、安全的運(yùn)行，同時(shí)在建設(shè)、運(yùn)行期間要配備專門管理人員對施工、建設(shè)過程進(jìn)行管理。

4　設(shè)計(jì)方案可行性分析

4.1可靠安全性

本設(shè)計(jì)方案是多熱能環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)，主要以熱電廠為主要熱源，由于該市中的鍋爐房屬于調(diào)峰設(shè)備，環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)特征是可靠安全的運(yùn)行，各個(gè)系統(tǒng)之間互相平衡，各個(gè)環(huán)路之間互相補(bǔ)充，如果某個(gè)供暖設(shè)備出現(xiàn)設(shè)備故障時(shí)，對其他供暖設(shè)備不會(huì)造成影響，使居民穩(wěn)定安全取暖，可保證市民的取暖質(zhì)量。

同時(shí)本設(shè)計(jì)方案的水力穩(wěn)定性比較強(qiáng)，可簡便的調(diào)節(jié)運(yùn)行，設(shè)置調(diào)峰資源不僅將單一熱源解決，還將供暖質(zhì)量差的問題明顯改善。

4.2技術(shù)分析

因?yàn)樨?fù)責(zé)調(diào)峰的鍋爐房將部分熱負(fù)荷承擔(dān)，熱力工程中的熱網(wǎng)循環(huán)泵購置費(fèi)用和建設(shè)費(fèi)用相比有了大幅度減少，同時(shí)減小熱電廠的出口主管管徑，也會(huì)降低購置費(fèi)用以及建設(shè)費(fèi)用[3]。對以往傳統(tǒng)的鍋爐房進(jìn)行脫硫改造以及擴(kuò)充即可達(dá)到利用已有資源的目標(biāo)，可以減少建設(shè)所用成本。

4.3成本分析

本次設(shè)計(jì)方案中所使用的熱網(wǎng)循環(huán)泵購置成本、采購主管線的成本以及建設(shè)的成本都比較低，在設(shè)計(jì)和施工建設(shè)的管理中不需要建設(shè)中繼泵站，因此節(jié)省了中繼泵站的建設(shè)費(fèi)用，同時(shí)因?yàn)橛蟹€(wěn)定的水力工況，在供暖設(shè)備運(yùn)行時(shí)也有比較低的成本。

5　結(jié)語

總而言之，在傳統(tǒng)熱力系統(tǒng)中鍋爐燒水燒煤取暖消耗能量大，工程的設(shè)計(jì)方案直接關(guān)系到熱力網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)以及日后運(yùn)行方式，同時(shí)也關(guān)系著供熱質(zhì)量的好壞。本次設(shè)計(jì)主要對某市項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算與分析，其本設(shè)計(jì)優(yōu)化方案具有技術(shù)性和可靠性，其建設(shè)成本以及運(yùn)行成本也較低，所以本優(yōu)化設(shè)計(jì)方案可以使用到改造、優(yōu)化熱網(wǎng)系統(tǒng)中，不僅運(yùn)行成本低，還為保護(hù)生態(tài)環(huán)境奠定基礎(chǔ)。

[1]馬建超，姜世超，徐曉軍，何旭東.分布式變頻泵與集中監(jiān)控、調(diào)節(jié)系統(tǒng)在熱網(wǎng)調(diào)節(jié)中的應(yīng)用[J].中國儀器儀表，2011，10：28～32.

[2]王進(jìn)，李欣然，楊洪明，陳戈.與電力系統(tǒng)協(xié)同區(qū)域型分布式冷熱電聯(lián)供能源系統(tǒng)集成方案[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2014，16：16～21.

[3]楊勇平，林振嫻，何堅(jiān)忍.熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中最佳冷源熱網(wǎng)加熱器的選擇方法[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2010，26：1～6.

TU995

A

1673-0038（2015）03-0065-02

2014-12-30

李見林（1984-），男，大學(xué)專科，2006年畢業(yè)于平頂山工學(xué)院，城市燃?xì)馀c熱力工程專業(yè)，主要從事熱力工程管理、蒸汽管道設(shè)計(jì)、蒸汽管道施工管理工作。